Описание Работы Wastegate

На представленном ниже рисунке показана общая схема турбонаддува и элементы контроллирующие его давление. Воздух поступающий к турбине извне проходит через впускной тракт. Сигналы о создаваемом турбиной давлении передаются на перепускной клапан, в ECU автомобиля и на бустконтроллер. При достяжении заданного давления начинает открываться клапан вейстгейта тем самым поддерживая необходимое давление наддува. Для управления давлением наддува могут использоваться механические или электронные устройства называемые бустконтроллерами.

Буст контроллер - электронное либо механическое устройство, отвечающее за открытие вейстгейта и соотвественно контроллирующее давление наддува. Электронные бусконтроллеры постоянно следят за давлением в системе и могут эффективно его поддерживать на заданном уровне. Механические бустконтроллеры по конструкции значительно проще электронных и они позволяют установить примерное давление наддува, которое будет меняться в незначительных пределах в зависимости от окружающей среды.

Wastegate - это клапан, отвечающий за то, сколько турбина надует воздуха в мотор. В нормальном состоянии данный клапан закрыт и весь поток воздуха создаваемый турбиной направляется в двигатель. По мере наростания оборотов дивигателя появляется необходимость в сбросе избыточного воздуха в выпускной тракт автомобиля. За это отвечает устройство под названием буст контроллер (на схеме Wastegate Frequency Valve), который в свою очередь управляет вейст гейтом.

Существует два типа вейстейтов. Встроенные в турбину и внешние.

Внешний вейстгейт устаналвивается на выпускной коллектор. И принцип его действия схожь с перепускным клапаном (blow off), он также следит за давлением в системе и при достижении заданного давления производит сброс выхлопных газов в обход турбины.

При подключении нужно использовать нижний порт как на обычном вейстгейте. Верхний порт надо оставлять неподключенным. Его подключают лишь в том случае, когда жесткость пружины недостаточно и нужно создать дополнительное давление для удержания пружины т.е. увеличить наддув, который будет держать гейт.

В случае использования механического буст контроллера (со стравливающим клапаном) сигнал на гейт берут на отрезке после турбины и до дроселя. Чем ближе к турбине установить источник сигнала, тем меньшее давление можно будет достичь, но зато будет легче избежать резких скачков давления и овербуста (передува). Соответсвенно с точностью до наоборот, чем ближе к дроселю брать источник сигнала, тем больше будет рабочее давление. Тем более что вейстгейт будет открываться на правильном давлении, которое читается приборами бустконтроллера (подключенным после дроселя). Данный источник подключается к бустконтроллеру и от буст контроллера соединяется с вейстгейтом (с его нижним портом).

В случае когда используется электронный буст контроллер то сигнал также береться в любом месте от турбины до дроселя и заводится напрямую к нижнему порту вейстгейта. Второй сигнал также берется между турбиной и дроселем и заводится через электронный буст контроллер и от него к верхнему порту вейстгейта.

Основными элементами перепускного клапана являются:

Внутренний вейстгейт конструктивно находится в горячем хаусинге турбины и управляется посредством актуатора вейстгейта.

Актуатор должен быть настроен таким образом, чтобы его шток полностью открывал калитку вейстгейта. Для этого на актуаторе предусмотрена резьба с регулировкой.

Преимуществом внешних вейстгейтов является их более высокая производительность, недостатком более высокая стоимость. Т.к. помимо турбины нужно приобретать вейстгейт, выпускной коллектор под внешний вейстгейт, а также переделывать выпускную систему под сброс через внешний вейстгейт. Поэтому в машинах мощностью до 300-350 л.с. можно обойтись внутренним гейтом. В более серьезных инсталляциях из-за недостаточной пропускной способности вейстгейта и О2 хаусинга может возникнуть такое явление как буст крип, овербуст или спайкинг.

Boost Creep (буст крип), overboost - явление при котором наддув возрастает больше необходимого предела из-за недостаточного диаметра О2 хаусинга либо вейстгейта. Т.е. обороты двигателя растут - турбина создает все больший и больший воздушный поток, и даже полностью открытый вейстгейт не позволяет стравливать достаточное количество выхлопных газов, тем самым давление наддува растет.

К данному явлению может также привести увеличение диаметра выпускного тракта. При увеличении диаметра выпуска создается меньшее сопротивление на крыльчатке турбины и на прежних оборотах она начинает раскручиваться сильней и при недостаточном размере вейстгейта может возникнуть буст крип.

Spiking (спайкинг) - явление при котором буст моментно возрастает выше заданных ограничений и затем возвращается к ним. Причиной спайкинга является задержка в срабатывании актуатора вейстгейта. Т.е. в случае когда размер вейстгейта вполне достаточен для поддержки заданного уровня наддува, а актуатору требуется некоторое время чтобы надутый в него воздух открыл заслонку.

В большинстве случаев встречается коминация из спайкинга и бусткрипа на одной машине. Т.е. например расчетное давление в 1.0 кг, при газе в пол давление подскакивает до 1.5 кг, начинает падать, но с ростом оборотов снова начинает рости.

• Нормальный наддув, установленный на 1.0 кг = выстреливает до 1.1, далее 1.0, 1.0, 1.0...
• Спайкинг = выстреливает до 1.5, затем 1.4, 1.0, 1.0, 1.0...
• Буст крип = выстреливает до 1.1, затем 1.0, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4...
• Спайкинг и бустрип = выстреливает до 1.3, затем 1.2, 1.1, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4...

В итоге, тачка будет ехать быстро, но не долго, местами рывками из-за того что будет упираться в отсечки, стандартный мозг будет всеми силами стараться компенсировать критичные для мотора моменты с нехваткой топлива. Маслосъемные кольца перестанут справляться со своей задачей. При возникновении ситуации когда в моменте уровень масла будет небольшим и /или соответственно давление масла упадет, обороты будут наоборот высокими произойдет приваривание вкладыша на колене или реже на шатуне с последующим обрывом шатуна или проворотом вкладыша - капиталка.

Бороться с этими неприятностями можно и нужно. Для начала определяем в чем у нас проблема. Для этого устанавливаем размер наддува в 0.85 кг (стандартный наддув для наших авто). На третьей передаче медленно утапливаем педаль в пол и смотрим на давление наддува. Если давление остается в пределах 0.85 кг, то все отлично. Если начинает медленно скакать выше и выше с повышением оборотов, то это бусткрип.

Повторяем процедуру, только педаль топим в пол резко, если давление подскачило до 1.0, затем 1.2, 1.3 кг и упало на 0.85 кг, то это спайкинг. Побороть данную проблему можно установив в систему бустконтроллер.